EN
Що таке розумні електропостачання та чому вони важливі
Розумні рішення у сфері електроенергетики використовують цифрові системи (програмне забезпечення та інші сучасні системи) для оптимізації виробництва, передачі та споживання електроенергії в режимі реального часу. Міжнародне енергетичне агентство (МЕА) визначає розумні рішення у сфері електроенергетики як системи, які в режимі реального часу коригують виробництво та споживання (поставку) електроенергії з метою підтримання балансу в електричній мережі та мінімізації витрат для енергопостачальників. Це надзвичайно важливо, оскільки світовий попит на енергію зростає, а світ намагається виконати вимоги щодо декарбонізації енергетики (зменшення використання викопного палива) та швидко розширити використання відновлюваних джерел енергії (щоб зменшити використання викопного палива). Розумні електроенергетичні системи дозволять інтегрувати постійні джерела виробництва енергії з відновлюваних джерел (сонячну та вітрову), прогнозувати навантаження для запобігання відключень під час пікового споживання, а також автоматично виявляти несправності, що скоротить тривалість перерв у постачанні. Ці рішення також допоможуть електромережам адаптуватися до сучасних потоків електроенергії, що надходять від споживачів, відповідати вимогам сучасного виробництва електроенергії та знизити експлуатаційні витрати (зробити системи самозабезпеченими). Такі рішення зроблять мережі інструментом, що допоможе споживачам досягти цілей декарбонізації енергетики.
Основні елементи розумної електричної системи
Розумні концентратори, монітори енергоспоживання та підключені прилади
Найважливіші цільові розумні електричні системи мають сіткову (mesh) архітектуру.
Розумні концентратори інтегрують та об’єднують основні електричні системи. Розумні концентратори керують іншими електричними пристроями, підключаються до різних пристроїв за допомогою різних стандартів зв’язку й використовують протоколи зв’язку Zigbee або Z-Wave. Енергомонітори комунального підприємства відстежують різні моделі споживання енергії та в режимі реального часу виявляють втрати енергії в певній локальній зоні. Підключені пристрої — це розумні пристрої, що керують побутовими приладами або обігрівачами, зокрема WiFi-термостати та розумні холодильники, — здатні одночасно й у режимі реального часу керувати побутовими приладами та іншими пристроями. Ці розумні пристрої можуть керувати пристроями й побутовими приладами в межах єдиної екосистеми. Вони працюватимуть у певному порядку в найбільш оптимальний час і, можливо, зможуть запускатися одночасно. Вони працюватимуть у певному порядку для ефективного управління часом та виявлення втрат енергії.
Розумні електричні щити порівняно з традиційними щитами: безпека, керування та придатність для сонячних фотоелектричних систем
Розумні електричні щити дозволяють усунути основні недоліки, пов’язані з традиційними електричними щитами. До таких недоліків належать відсутність моніторингу в реальному часі та необхідність ручного скидання автоматичних вимикачів після спрацьовування. Розумні щити мають такі функції:
Динамічне управління навантаженням: перенастроює доступні електричні ланцюги, щоб уникнути перевантаження й значно знизити ризик виникнення пожежі.
Інтеграція сонячної енергії: спрощує підключення інвертора та лічильника сонячної фотоелектричної системи, що дозволяє економити кошти.
Дистанційна діагностика: виявляє проблеми, такі як дуговий розряд або погіршення ізоляції, які можна вчасно усунути, що скорочує витрати на обслуговування щита майже на 40 %. Традиційні електричні щити менш пристосовані до керування сучасними та майбутніми джерелами відновлюваної енергії й зростаючим електроспоживанням, наприклад, зарядкою електромобілів (EV), і тому не відповідають широким та різноманітним потребам енергетичного майбутнього, заснованого на відновлюваних джерелах енергії.
Зарядні пристрої для електромобілів (EV) та домашні акумуляторні системи змінюють спосіб, у якому клієнт споживає енергію.
Розумні системи управління енергоспоживанням у будинку працюють у поєднанні з зарядними пристроями для електромобілів (EV) та акумуляторними системами, щоб перетворити пасивне споживання електроенергії на активне управління нею. Розумні зарядні пристрої призупиняють заряджання транспортного засобу під час пікового навантаження в електромережі. У поєднанні з домашніми акумуляторними системами, наприклад, системами на основі літій-залізо-фосфату (LiFePO4), досягається двонаправлене управління електроенергією. У домогосподарств із двонаправленою конфігурацією річний рахунок за електроенергію зменшується на 30–60 %, одночасно сприяючи стабільності електромережі.
Критерії оцінки ефективності розумного електропостачання
Моніторинг у реальному часі, автоматизація та прогнозне управління навантаженням
Розумні електричні системи пропонують комплексне рішення для контролю споживання за допомогою моніторингу в реальному часі, аналізу споживання енергії та автоматизації. У цих системах моніторинг даних у реальному часі розбивається на рівень окремих підкілів, щоб виявити стрибки споживання. Автоматизація може задовольняти пікові навантаження шляхом вимикання та вмикання споживачів з метою балансування навантаження. Прогнозне управління навантаженням використовує історичні дані для аналізу навантаження. За допомогою контрольованого застосування штучного інтелекту можливе управління на рівні підкілів з метою перерозподілу навантаження лінійних і нелінійних типів електричного навантаження. Розумні електричні системи базуються на робочому ядрі — управлінні навантаженням.
Інтеграція з енергопостачальними компаніями, оптимізація споживання залежно від часу доби та синергія з відновлюваними джерелами енергії
Розумні електричні системи інтегрують відновлювані джерела енергії, інтеграцію з енергопостачальними компаніями та оптимізацію споживання з урахуванням часу доби до рівня двонаправленої взаємодії. Системи оптимізації споживання з урахуванням часу доби коригують споживання відповідно до змінних тарифів на електроенергію, забезпечуючи економію від 20 до 30 %. Поєднання двонаправленої взаємодії, інтеграції з енергопостачальними компаніями та оптимізації з урахуванням часу доби забезпечує контроль над мобільними системами зберігання енергії й задовольняє попит із мінімальними витратами. Зберігання, використання та повернення енергії в мережу дозволяє економити, стабілізувати, інтегрувати та синергічно поєднувати мережу. Синергійні системи стабілізують мережу.
Вибір рівня «розумної» електропостачальної системи для вашого будинку
«Розумні» панелі: повні домашні «розумні» панелі порівняно з базовими «розумними» додатковими модулями
Власники будинків, як правило, обирають два основні варіанти: розумні додаткові пристрої або заміну розподільних щитів на розумні. Початкові варіанти, такі як розумні енергомонітори та модулі з розетковим підключенням, є хорошими недорогими рішеннями для власників будинків, які хочуть отримати базовий контроль та відстеження споживання енергії. Модернізація розподільних щитів у масштабі всього будинку дозволяє автоматизувати керування на рівні окремих електричних ланцюгів і безперебійно інтегруватися з динамічним балансуванням навантаження для використання відновлюваних джерел енергії. Цей підхід особливо корисний, якщо передбачається майбутня установка зарядних пристроїв для EV або систем «сонячна енергія + акумулятори». Модернізація енергетичної інфраструктури дозволить зменшити потребу в оновленні електропостачання на 40–60 % завдяки проведеним дослідженням та аналізам. Факторами прийняття рішення є потреби та відносне майбутнє використання електромобілів або двонапрямкової енергії.
Аналіз ROI: початкові витрати проти прибутку від розумних економій
Розумні рішення у сфері електроенергії вимагають трохи більшої уваги з фінансової точки зору. Економія на експлуатаційних витратах почнеться після здійснення початкових інвестицій. Прості системи можуть коштувати від 200 доларів США й до 500 доларів США та більше, а вартість установки розумної електричної панелі для всього будинку може сягати від 3 000 до 5 000 доларів США, не враховуючи можливих субсидій чи стимулів. Однак у багатьох випадках такі додаткові витрати окуповуються трьома способами: оптимізацією споживання енергії залежно від часу доби, передбачувальним технічним обслуговуванням та синергією з відновлюваними джерелами енергії. Сучасні панелі забезпечують захист будинку від потреби у майбутніх модернізаціях. Економія завдяки покращеному управлінню компенсує вартість панелі протягом 5–8 років — швидше в регіонах із високою волатильністю тарифів на електроенергію або за наявності додаткових переваг.
Розділ запитань та відповідей
Що таке розумне рішення у сфері електроенергії?
Розумні рішення використовують цифрові технології та програмне забезпечення для підвищення ефективності виробництва, передачі та споживання електроенергії з урахуванням відновлюваних джерел енергії.
Чим розумні електричні панелі відрізняються від традиційних панелей?
Розумні електричні щити забезпечують моніторинг у реальному часі, керування та діагностику порівняно з застарілими щитами.
Що таке двонаправлений потік електроенергії?
Двонаправлений потік означає, що електроенергія може надходити до електромережі та надходити з неї. У поєднанні з системами комунальних послуг на основі відновлюваних джерел енергії двонаправлений потік може знизити витрати.
Який рівень розумної електроенергії потрібен вашому дому?
Спочатку визначте свої поточні та майбутні енергетичні потреби. Після цього ви можете придбати базові розумні енергомонітори або, для задоволення більш складних потреб, — модернізовані розумні електричні щити для всього будинку. Такі просунуті модернізації можуть забезпечувати більш високий рівень автоматизації, балансування навантаження та інтеграцію відновлюваних джерел енергії.
Яка економія коштів і рентабельність переходу на розумні електричні системи?
Економія на комунальних платежах та розумне управління енергетичними ресурсами забезпечують повернення інвестицій у розумні електроенергетичні системи. Багато систем окуповуються протягом 5–8 років залежно від наданих стимулів для використання чистої енергії та строків їх надання.